NO132193B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av malonsyredinitril av acetonitril og klorcyan i gassfase.

Hovedpatentet nr. 130.584 angår en fremgangsmåte for fremstilling

av malonsyredinitril fra acetonitril og klorcyan i gassfase og øyeblikkelig avkjøling av reaksjonsproduktet til temperaturer fra 20 til 50°C, og fremgangsmåten ifølge patentet karakteriseres ved at omsetningen av acetonitril og klorcyan utføres ved temperaturer på 740 - 780°C, og reaksjonsblandingen som hovedsakelig består av malonsyredinitril og er forurenset med maleinsyredinitril og fumar-syredinitril, underkastes enten en Diels-Alder-reaksjon for å

overføre maleinsyredinitrilet og fumarsyredinitrilet til de til-svarende Diels-Alder-addisjonsforbindelser, og disse addisjonsforbindelser skilles fra malonsyredinitrilet, eller fumarsyredinitrilet og maleinsyredinitrilet som befinner seg i reaksjonsblandingen, overføres til ravsyredinitril ved selektiv hydrogenering med den beregnede hydrogenmengde i nærvær av hydrogeneringskatalysatorer,

og ravsyredinitrilet skilles fra malondyredinitrilet ved fraksjonering.

Fra U.S. patent 3.417.126 og fra tysk utlegningsskrift 1.281.424

er det kjent å omsette acetonitril med klorcyan til malonsyredini-

tril ved temperaturer mellom 700 og 950°C. Det arbeides i om-

rådet med laminar strømning, hvilket fremgår av Reynolds-tallene som

ligger mellom 20 og 150. Ved å arbeide uten halogen som katalysator får man derved bare lave utbytter, mens det ved å arbeide med halogen som katalysator oppnås noe høyere utbytter.

På grunnlag av det man visste da hovedpatentet ble innlevert, syntes det ikke fornuftig å arbeide ved temperaturer over 780°C, da høyere temperaturer fører til spaltninger, medfører forurensninger og ut-byttet blir lavere. Ved fremgangsmåten i henhold til hovedpatentet oppnås utbytter av malonsyredinitril på opptil 70%, idet kapasitets-utnyttelsen for en reaktor ligger på 200 g utgangsblanding av re-aks jonskomponentene pr. time og liter reaktorvolum, slik at ca. 40

g malonsyredinitril pr. time og liter reaktorvolum oppnås. Molforholdet mellom klorcyan og acetonitril ligger ved denne prosess ved 1:1 til 1:5, og særlig ved 1:3 til 1:4. Oppholdstiden for de gassformige reaksjonskomponenter i reaktoren ligger mellom 1 og 15 sekunder og fortrinnsvis mellom 8 og 11 sekunder.

Ved denne prosess strømmer reaksjonskomponentene gjennom reaktoren

i laminar strømning. Som reaktorer kan anvendes rørformige kar, så som kvartsrør, metallrør og lignende.

jet er nu funnet at høye utbytter, som kan overstige 80% av det teoretiske, kan oppnås ved høy kapasitetsutnyttelse når omsetningen av acetonitril og klorcyan i gassfase gjennomføres ved temperaturer fra 800 til 990°C og reaksjonskomponentene føres gjennom reaktoren med en så høy hastighet at de gjennomstrømmer reaktoren i området mellom laminar og turbulent strømning eller i området for turbulent strømning.

Oppholdstiden kan holdes kort ved forhøyelse av temperaturen. Over 850°C ligger den hensiktsmessig under 5 sek. Ved ca. 900 til 990°C anvendes oppholdstider fra 4 til 0,01 sek.

For å oppnå hff ist mulige utbytter anvendes fortrinnsvis mol forhold f-- M -. /an til acetonitril på 1 til over 4. Det har vist seg særlig gunstig å anvende molforhold i området fra 1:6 til 1:9. Høyere molforhold, som for eks. 1:10, medfører ingen ytterligere fordeler.

Produktene som dannes ved reaksjonen, avkjøles straks til tempera-

turer på 20 til 50°C, fortrinnsvis 25 til 30°C.

For å unngå en ødeleggelse av det dannede malonsyredinitril er det hensiktsmessig å fjerne uomsatt acetonitril og oppløst hydrogenklorid kontinuerlig fra den flytende reaksjonsblanding, f.eks. ved destillasjon i vakuum.

Når det gjelder utbyttenes avhengighet av molforholdet, av temperaturen og den midlere oppholdstid, kan man generelt si følgende.

Jo høyere temperaturen ligger, desto kortere oppholdstider må man anvende. Molforholdet spiller også en rolle her. For et gjennom-snittelig utbytte på ca. 70% har man for eksempel følgende verdier:

Sammenlignet med fremgangsmåten ifølge hovedpatentet oppnår man den vesentlige fordel at som følge av den type strømning som reaksjonskomponentene strømmer gjennom reaktoren med, kan man få meget vesent-lig forhøyet kapasitetsutnyttelse og derved øket utbytte.

Det var meget overraskende å fastslå at det er mulig å kunne arbeide

ved temperaturer i området fra over 780°C til 900°C uten at spalt-

ning opptrer. I motsetning til de ventede spaltninger, som ikke inntreffer ved- fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, er det nu til og med mulig å øke utbyttene ved utførelse av fremgangsmåten.

Eksempel

I et kvartsrør oppvarmet til en maksimumstemperatur på 900°C og med

et indre tverrmål på 90 mm, som ble holdt ved reaksjonstemperaturen i en lengde på 2,03 m, ble innført klorcyan og acetonitril i et

I

molforhold på 1 : 4,69, hvorved 7,5 kg acetonitril og 2,4 kg klorcyan ble omsatt i løpet av én time, med en kapasitetsutnyttelse på 770 g utgangsblanding pr. time og liter reaktorvolum. Oppholdstiden var 2,13' sek. Reaksjonsproduktene ble avkjølt kontinuerlig og befridd for hydrogenklorid og uomsatt aceonitril. Reaksjonsblandingen inneholdt 1,83 kg malonsyredinitril, som svarer til utbytte på 71,2% av det teoretiske, basert på innført klorcyan.

I den følgende tabell er angitt noen eksempler med varierte for-søksbetingelser.

Eksemplene 7 og 10 viser at utbyttene synker sterkt ved reduk-sjon av molforholdet.

Claims (1)

1. Endring av fremgangsmåten for fremstilling av malonsyredinitril av acetonitril og klorcyan i gassfase i henhold til patent nr. 130.584, karakterisert ved at omsetningen av acetonitril og klorcyan gjennomføres i reaktorer oppvarmet til maksi-mumstemperaturer fra 800 til 990°C, og reaksjonskomponentene led-es gjennom reaktoren med en så høy hastighet at de gjennomstrøm-mer reaktoren i området mellom laminar og turbulent strømning eller i området med turbulent strømning.